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V2EX 提问指南
DinnyXu
V2EX  ›  问与答

自己开发个 GPS 上报坐标,硬件知识卡脖子

  •  
  •   DinnyXu · 60 天前 · 3791 次点击
    这是一个创建于 60 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    前置需求:

    ​ 家里面搞养殖的,养了几十个羊,由于老家的地方都是一些大山,平时都是放养,个别羊崽没跟到大部队一起就容易走丢,爸妈翻山越岭的找羊也特别累,想研发一款小巧的定位器,可以实时或者隔几分钟内上传羊崽的坐标到手机上,有了坐标系找起来也方便许多。

    目前了解的情况:

    1:需要硬件支持 (具体是什么硬件还没了解清楚)

    2:具体的硬件是如何上传坐标的

    3:GPS 定位器的电池、网络、通信这些,目前都不太清楚

    自己开发的话主要还是硬件相关的知识太少,GPS 模块、网络通讯模块、主控芯片、电源管理模块等这些知识都是需要掌握的,网上也看过一些售卖的,价格几十至上百不等,做这个玩意儿主要还是想多了解下硬件方面。

    我本身是 Java 开发,硬件相关的不太了解。软件坐标转换和地图展示这些目前是清楚的。

    其他的相关硬件方面还得请教下大家

    第 1 条附言  ·  60 天前
    主要是以这个硬件方面做一个跳板来学习了解,网上有许多现成的可以直接买的,但是我想自己本身就是做开发的,愿意花一些时间了解
    第 2 条附言  ·  59 天前
    看了大家的回复,我只想感叹现在的人还是太浮躁,什么东西都想直接搞现成的。有没有现成的我又不是不了解,拼夕夕也好某宝也好,我知道的渠道也不少,我研究这玩意主要是想多了解了解硬件,想了解一些物联网而已,跟什么成本,浪费时间,耽误赚钱等等....没有任何关系
    63 条回复    2023-01-30 16:27:50 +08:00
    opengps
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    opengps  
       60 天前   ❤️ 1
    gps 配套的开发已经变得很容易,适配硬件协议即可
    CRH
        2
    CRH  
       60 天前   ❤️ 3
    就几十个还自己搞啥。。。买现成的产品就行了
    CRH
        3
    CRH  
       60 天前   ❤️ 1
    刚看到楼主是打算借机学习硬件,可以买两个样品来拆开看看用的什么 IC 和模块,去搜 datasheet 和来看看
    也可以找找支持二次开发的成品,看看接口文档
    tomczhen
        4
    tomczhen  
       60 天前 via Android
    买现成的更省钱
    Eiden
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    Eiden  
       60 天前   ❤️ 1
    可以参考这个产品 https://www.crowdsupply.com/nolilab/loko, 链接里有软硬件开源的连接, 这个是使用 lora 上报位置的
    相较于 4g 网络优点:
    续航长
    缺点:
    1.距离有限但是应该够用
    2.需要配合 lora 基站使用
    mmr
        6
    mmr  
       60 天前 via Android
    可以去一些创客社区看看有没有类似的项目可以参考也行。不过啊这个最好是找一个 api 完整的现成服务商吧,前端可以自己写。
    wanguorui123
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    wanguorui123  
       60 天前 via iPhone   ❤️ 1
    买智能手表
    sdk234
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    sdk234  
       60 天前 via Android
    我觉得你得上单片机。gps 有现成的芯片,大概几十块钱一个,直接连接好对应的针脚就可以读经纬度了。如果山里没网的话可以用 lorawan ,得自己架设一个 gateway 。
    sdk234
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    sdk234  
       60 天前 via Android
    @sdk234 这一套下来学习成本挺高的。我觉得花点小钱能省下很多精力和时间。
    weak
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    weak  
       60 天前   ❤️ 2
    去 oshwhub 点 com 搜索 GPS 定位器 ,有 PCB 图纸和 boom 表 自己去佳立创打 PCB 板,不费钱,费时间
    lxiian
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    lxiian  
       60 天前 via iPhone
    51 ESP32 等等都可以,用这些做 gps 上报应该不难
    piku
        12
    piku  
       60 天前 via Android
    就软硬件本身来说是重复造轮子。。。就技术来说有以下几点:
    1.GPS 模块,通电就给接口( TTL 或 TTL 转 com 或 TTL 转 USB ,具体取决于封装)持续输出 GPS 位置信息。明文报文,格式全球一致。
    2.需要一个 4g 网关,定义一个设备 id (部分 GPS 模块可以写入一个 ID ,随 GPS 信息一起上报),把这些个数据处理后( https ?)或处理前传到服务器上。
    3.需要一个 Web 向有权人员呈现这些数据。

    除了自己搭服务器,也可以用 aprs 等免费开放平台,不过还是建议合规使用。
    可能难点在于,羊没法发电,需要考虑间歇休眠以节省电力。但也可能休眠一会儿羊就跑远了。
    ixixi
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    ixixi  
       60 天前
    我只想知道 这玩意咋充电
    swulling
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    swulling  
       60 天前 via iPhone
    如果使用 gprs/4g ,山里面很可能没有信号。

    相比于 lora ,更推荐 aprs ,成本更低。
    wbrobot
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    wbrobot  
       60 天前   ❤️ 3
    就两个人在回复协议问题,其他人都没指出题主的方案可能就是错的.
    1, 成本问题: GPS 定位不是问题,回传数据是问题,现在 iot 设备,回传 2G/4G,有没有信号? 每只羊配个设备+数据卡(目测每年至少百元)性价比如何?
    2, 信号问题: 就算用 lora,基站如何设置(要考虑地形,基站数据回传等问题),而且羊钻山洞里照样无解
    3, 意外情况: 羊掉坑,羊被狼吃,羊被偷,是不是还要加个活体检测? 当然还有信标被啃掉等等诸多问题.
    4, 更高级的功能: 还有就是信标至少要做到 IP67 防水吧,不然一场大雨可能全废. 如果不考虑成本,再加个喇叭,语音唤回

    所以, 有没有更好的解决方案, 比如牧羊犬.
    villivateur
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    villivateur  
       60 天前
    这类知识很系统化的,我很不要脸地打个广告,我可以提供付费咨询服务: https://iot.vvzero.com/ -> 在售产品
    wsly47
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    wsly47  
       60 天前   ❤️ 1
    air780eg.cn 可以等过几天合宙的 air789eg 发售,4g + gps ,首发应该是 9.9 元
    wsly47
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    wsly47  
       60 天前
    @wsly47 air789eg -> air780eg
    DinnyXu
        19
    DinnyXu  
    OP
       60 天前
    @wbrobot 大部分都说了成本问题,我不在乎成本,我主要是想学习了解。您提到的几个注意事项,这是后期研发过程中需要重点考虑的
    信号问题:我们那有 5G 电信 G 站,不知道能不能满足,这个还需要再调研下
    意外问题:目前养殖 3 年还未出现过羊掉坑,被狼吃,羊被偷等情况。当然还有信号源丢失问题,这个也需要考虑
    信标 IP67 级防水,这个可做可不做,羊群都会躲避下雨,也可以在信标上面套一个防水的

    牧羊犬不太可能,我们那是山地,都是大山,不是草原。
    zhs227
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    zhs227  
       60 天前
    硬件的东西随便做一个投入的成本都以 10 万为单位计。还是找有公司做的成本,能摊薄成本。
    a33291
        21
    a33291  
       60 天前
    AD:
    同提供此类硬件(心率 体温 环境温度 多种定位(北斗 gps wifi 基站) 军工防水防尘防火防破拆-过检)+后台地图实时监测(实时告警 实时位置地图监控 轨迹 统计)
    原针对特殊管控人群的产品
    0xC000009F
        22
    0xC000009F  
       60 天前
    挺佩服 OP 的学(zhē)习(teng)精神的,后续是不是可以再考虑 DIY 个无人机根据坐标自动找羊,哈哈哈
    wlj1102
        23
    wlj1102  
       60 天前
    cat1 的模块,采用合宙支持 luat 或者移远支持 python ,开发都很简单,注册阿里云或者移动 onenet 的 mqtt 服务器,上报 gps 信息,都有固定格式,你解析后云端有简单的网页显示定位信息,然后 gps 定位信息是串口文本格式,一个正则表达式就可以解析出来经纬度,然后低功耗采用几个分钟一次上传,那些汽车的定位模块好像是 24 小时一上传,把 gps 的刷新率也可以改低降低功耗
    opengps
        24
    opengps  
       60 天前
    @DinnyXu #19 手工电路板,手工外壳,手工组装可能没太大成本,但你要做成外观去工业生产,光开个外壳模具就得 5 万起步
    wlj1102
        25
    wlj1102  
       60 天前
    楼主需求也有现成产品,带太阳能供电,提供给牛羊之类放牧的,还有就是宠物狗之类的
    cpstar
        26
    cpstar  
       60 天前
    @0xC000009F 22# 设定围栏,超围栏的,自动放飞无人机去给赶回来,如果赶不回来,直接放电击击晕防止继续走失。哈哈
    killeder
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    killeder  
       60 天前
    直接用支持 gps 的 cat1 模块,大概 40 块钱左右
    imyip
        28
    imyip  
       60 天前
    A9G 模块
    t0iletb0mber
        29
    t0iletb0mber  
       60 天前
    合宙有款 gps 和 4g 二合一的模组,支持 lua 开发,可以看看
    DinnyXu
        30
    DinnyXu  
    OP
       60 天前
    @cpstar 范围太大了,围栏成本巨高,目前我们家是放养模式,羊群早上吃完草,下午 4-5 点的时候会自己回到羊圈,有时候没有全部回来,因为羊群自己有“帮派” 无人机也无法赶回来,山里面都是树木林密的。
    a33291
        31
    a33291  
       60 天前
    虽然是开发,但是涉及硬件的时候,也需要专业的硬件研发+制作.
    我这边我主要负责对接硬件,硬件设计+制作都是其他同事完成. 先不说后端一些纠偏 路线规划 位置数据库等问题,和纯软件不同,硬件你必须要考虑比如续航 信号强度干扰 定位准确度 防水等等诸多问题,否则不具备可用性. 楼上很多提到单个定位模块的,都没有从完整产品角度去考虑.而不走专业厂家生产自己拼装,必然无法满足恶劣的自然环境.

    当然,只是想要自己玩一下,完全可以搞个板子试一下.
    Kirscheis
        32
    Kirscheis  
       60 天前 via Android   ❤️ 2
    低功耗、组网、三防、集成天线这几块都是挺大的坑,如果刚入门硬件,不建议上来就做这么刺激的东西,可能会搞到你心态裂开,可以先做点简单的练练手。

    我自行车上有一个类似的东西,因为老是忘记自行车丢哪了,所以远古时代自己做了一个定位,改了好几次才满意,最开始用的 ublox gps 模块,后面嫌弃没有北斗,换到带 BDS 的中科微的山寨模块,gps 天线都改了几次才能比较靠谱地收信号。无线通信是 2G 网+wifi+sub1g ,主控用了一颗 st 的低功耗 mcu ,电源用了太阳能锂电和亚硫酰氯双电池,额外还加了一个动能 energy harvest 部分做 dead battery 恢复。

    如果确实想挑战一下的话,可以注意一下这几个方面:

    GPS ,wifi ,2G 通信功耗都很大,模块电流经常跑到几十 mA ,所以开启频率要在固件里调教好,根据系统电池容量调整。sub1g 相对更省电。

    电源转换 DCDC 模块出来的几个电压都要用超高效率开关,并且静态电流要很小,太阳能充电部分阴天要想充电就得做 MPPT 。

    外壳我用的是 ABS ,因为放户外就要考虑耐晒耐高温,还不能挡无线信号。整个系统组装完之后,除了装电池的仓之外其他部分要全部灌胶,否则温湿度变化大的时候会有冷凝水。
    westoy
        33
    westoy  
       60 天前
    @DinnyXu

    树木林密的话 GPS 不一定能搜到足够的星提供一个相对准确的位置的
    a33291
        34
    a33291  
       60 天前
    @Kirscheis #32 很专业👍
    fiypig
        35
    fiypig  
       60 天前
    去阿里巴巴看看有没有现成的第三方
    cpstar
        36
    cpstar  
       60 天前
    OP 30# 电。。。电子围栏。。。。。。
    mxT52CRuqR6o5
        37
    mxT52CRuqR6o5  
       60 天前
    不如整个牧羊犬
    zapper
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    zapper  
       60 天前
    不如买个无人机算了,羊丢了开无人机去找,总不能天天丢吧
    DinnyXu
        39
    DinnyXu  
    OP
       59 天前
    @mxT52CRuqR6o5 山林茂密,牧羊犬都迷路
    @zapper 山林茂密,无人机根本看不到小羊崽啊
    zapper
        40
    zapper  
       59 天前
    @DinnyXu 如果山林茂密……GPS 有没有信号都不一定呢
    DinnyXu
        41
    DinnyXu  
    OP
       59 天前
    @zapper 大哥有空还是看下我上面的回复,我们那有 4G 、5G 基站 我手机在羊圈都是 5G....
    zapper
        42
    zapper  
       59 天前
    @DinnyXu 那估计可以结合 4g 模块使用。纯 GPS 我在办公室里都是搜不到卫星的,测试还得上天台。你可以下载一个 gps 搜星工具先试试
    Ediacaran
        43
    Ediacaran  
       59 天前 via iPhone
    直接把 gps 坐标压缩转格式加纠错码广播出来即可,也可以不处理直接广播出来
    DinnyXu
        44
    DinnyXu  
    OP
       59 天前
    @Kirscheis 可否加 V 交流学习下 b64:WVkwNzA4OTY=
    zx4824
        45
    zx4824  
       59 天前   ❤️ 1
    拼多多搜索 汽车定位器,带电池的,几十块钱就解决了
    wbrobot
        46
    wbrobot  
       59 天前
    自己练手就等等合宙的 4G 模块,日常价应该是 29.9,带 GPS 可能贵一些,但是一块板子解决了 CPU,4G 数据传输,GPS 等
    模块再配个 2 节 18650 电池那种充电宝当电源
    需要注意这个模块不支持电信 4G,流量卡要买移动或者联通.
    可以自己拿手机,关掉 5G,到处走走,看看信号怎么样
    exploreexe
        47
    exploreexe  
       59 天前
    大山,先测测网络问题吧,没有网络都是扯淡的。

    另外买成品远比自己折腾省事,多研究研究挣点钱,比浪费时间在这上面有用
    mosfet
        48
    mosfet  
       59 天前
    买成品逆向吧,单片机上的程序自己写
    从 0 开始到设计产品,画原理图,layout ,投板,焊接,周期太长了
    tuwulin365
        49
    tuwulin365  
       59 天前
    要不换个思路,搞个大喇叭,让羊听着声音自己回来
    li02
        50
    li02  
       59 天前
    买个儿童手表不行吗?
    qiuai
        51
    qiuai  
       59 天前
    为啥不淘宝直接买小型的 GPS 定位器?一小时发送一次定位的话,一次充电能用好久
    sevenyangcc
        52
    sevenyangcc  
       59 天前
    蹲蹲捡漏的博主,好多运营商的定制手表(老人、儿童的都行),几十百把块钱,比自己搞方便多了。
    Deplay
        53
    Deplay  
       59 天前
    @DinnyXu 无人机加个红外
    xuangoer666
        54
    xuangoer666  
       59 天前 via Android
    建议一只一个 apple watch🐶
    DinnyXu
        55
    DinnyXu  
    OP
       59 天前
    @exploreexe 已经明确说了山里有基站是 4G 和 5G ,还有这不耽误赚钱好吧,我并不认为这是浪费时间.....
    lonely701
        56
    lonely701  
       59 天前
    估计得阅读很多技术文档吧,可以去 GPS 芯片厂商官网看一看。
    lonely701
        57
    lonely701  
       59 天前
    @DinnyXu 这个东西难点不少,但是网上应该都能搜索到相关信息。个人认为比较难的是通信,因为你手机肯定不是固定 IP 的,所以只能通过电子邮件、你自己家的服务器或者你处于云端的服务器等媒介转发,然后通过自动化程序推送到手机 app 上,甚至如果你愿意折腾的话,无线电是否也是一种可能性,当然我不是学通信的我就提供一种思路。如何平衡功耗、延迟、成本这三者是这个项目最有趣的地方。
    11ssss
        58
    11ssss  
       59 天前   ❤️ 2
    《我想折腾,但是我不自学,你们得教我》
    LXGMAX
        59
    LXGMAX  
       59 天前
    卫星模块 + NB-IoT 模块+电池模块
    都是 C 语言
    若 NB-IoT 模块支持 OpenCPU 开发可省去买额外的单片机控制
    azui999
        60
    azui999  
       59 天前
    @11ssss #58 哈哈哈哈,还说你们太浮躁😂
    hatw
        61
    hatw  
       58 天前
    信号覆盖是个问题。用现有的 4g 网络,每只羊都要 sim 卡。。。也不知道型号覆盖怎么样。。。自己布网又不现实。。。
    DinnyXu
        62
    DinnyXu  
    OP
       58 天前
    @hatw 不用 sim 卡就不能定位了吗。。
    hatw
        63
    hatw  
       58 天前   ❤️ 1
    @DinnyXu #62 不用回传位置信息么。。。。。羊自己定位自己看?
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